Perpustakaan Digital ITB

Andrografolid merupakan senyawa bioaktif yang banyak terdapat dalamdaunsambiloto (Andrographis paniculata Burm.F) Nees. Berdasarkan berbagai penelitian, andrografolid memiliki aktifitas farmakologi yang beragam. Oleh karena itu berbagai upaya telah dilakukan untuk mengsiolasi dan memurnikannya dari herba sambiloto. Metode isolasi andrografolid selama ini dilakukan dengan ekstraksi cair-cair kemudian pemurnian dengan cara rekristalisasi atau kromatografi. Proses pemurniandengan cara rekristalisasi biasanya memerlukan beberapa tahap dan waktu lama untukpembentukan kristal. Pemurnian dengan kromatografi kolom membutuhkan banyakpelarut organik yang dapat berdampak buruk pada lingkungan. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, dibutuhkan suatu metode pemurnian lain yang lebih efektif, sederhana dan hemat waktu. Saat ini mikrosfer polimer tercetak molekul (MPMC) atau dikenal sebagai molecularly imprinted polymer microspheres (MIPs) banyakdigunakan untuk pemurnian senyawa sintesis maupun senyawa bahan alamdari berbagai matriks karena selektifitasnya yang tinggi. MPMC merupakan polimer yang memiliki rongga selektif untuk senyawa tertentuyang menjadi cetakannya. MPMC telah berhasil digunakan untuk pemurnianandrografolid dari plasma. Berdasarkan hal tersebut, diperkirakan bahwa MPMCjugadapat digunakan untuk pemurnian andrografolid dari ekstrak metanol herba sambiloto. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh MPMC yang dapat diaplikasikan untukpemurnian preparatif andrografolid dari ekstrak metanol herba sambiloto. Penelitian diawali dengan uji pendahuluan menggunakan pendekatan in silico. Langkah selanjutnya adalah sintesis mikrosfer silika. Kemudian, MPMCdisintesis dengan metode surface imprinting dengan silika mikrosfer sebagai penyangga padat (MPMCs) dan polimerisasi pengendapan (MPMCp). Sebagai pembanding, N- MPMCs dan N-MPMCp disintesis menggunakan metode yang sama tanpapenambahan molekul cetakan. Semua jenis MPMC hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan SEM dan FTIR. Kemampuan adsorpsi semua jenis MPMCdievaluasi menggunakan pengujian adsorpsi isoterm. Kinerja MPMC ditentukan oleh ImprintingFactor dan faktor selektivitas. Kemudian MPMC diaplikasikan untuk isolasi danpemurnian andrografolid dari ekstrak metanol herba sambiloto. Isolat hasil pemurnian dikarakterisasi dengan berbagai uji yaitu titik leleh, FTIR, KCKT, danspektrofotometri UV-Vis Uji pendahuluan secara in silico digunakan untuk menentukan monomer fungsional yang terbaik, sisi aktif reaksi dari andrografolid dengan monomer terpilih, perbandingan antara monomer fungsional dengan molekul cetakan, dan menentukanpelarut porogen yang paling baik sehingga diperoleh MPMC dengan selektifitas yangtinggi. Software Gaussian 09W Versi 8.0, and Gaussian View 5.0.8 (Gaussian Inc., Wallingford, CT) digunakan untuk seluruh uji in silico.Untuk menentukan monomer fungsional yang memiliki interaksi terbaik dengan andrografolid digunakan, menggunakan Density Functional Theory (DFT), metode B3LYP, dengan basis set 6- 31G+ (d, p). Dari 16 monomer fungsional yang diteliti, berdasarkan perbedaan energi bebas Gibbs (?G) dan energi pengikatan (?E), sejumlah 4 monomer fungsional yangdiperoleh memiliki interaksi yang baik dengan andrografolid yaitu 3-aminopropil trietoksilan (APTES)(?G= -44,6 kcal/mol; ?E= -44,5 kcal/mol), 1-vinilimidazol (?G= -17,6 kcal/mol;?E= -23,1 kcal/mol), metakrilamid (?G= -3,2 kcal/mol; ?E=- 16,7 kcal/mol, dan asam metakrilat(?G= -24,6 kcal/mol;?E= -24,7 kcal/mol) . Di antara empat monomer tersebut APTES dan asam metakrilat (MAA) menunjukkaninteraksi yang lebih baik dibandingkan dengan yang lainnya sehingga keduanyadipilih sebagai monomer fungsional yang digunakan pada penelitian ini. Penentuan sisi aktif interaksi andrografolid bertujuan untuk memprediksi perbandingan monomer fungsional dengan molekul cetakan dan dapat menjelaskanmekanisme interaksi antara dengan menggunakan prinsip NBO (Natural BondOrbital). Berdasarkan hasil penentuan sisi aktif interaksi, andrografolid memiliki 2atom hidrogen yang memiliki muatan parsial yang lebih positif dibandingkan denganatom lainnya (atom H 55 dan H 40) dan 3 atom oksigen yang bermuatan parsial lebihnegatif dibandingkan dengan molekul lainnya (atom O 20, O 30, dan O50) dengandemikian andrografolid memiliki 5 sisi aktif reaksi. Perbandingan mol monomer fungsional dengan molekul cetakan dilakukan denganmenghitung energi ikatan antara andrografolid dengan APTES pada perbandinganmol 1:1 sampai 1:5. Teori semiempirical, basis set PM3 digunakan untukmenentukan perbandingan monomer fungsional : andrografolid dan dikonfirmasi dengan job plot. Hasil pengujian in silico diperoleh komposisi andrografolid: APTESyang paling stabil yaitu pada perbandingan 1:5, sedangkan berdasarkan hasil jobplot 1:1. Uji in silico juga digunakan untuk memperoleh pelarut porogen yang paling baikuntuk sistem kompleks APTES – andrografolid. Dari lima pelarut yang dipelajari yaitu metanol, aseton, dietil eter, etanol, dan asetonitril, metanol memberikan energi solvasi tertinggi (50 kcal/mol) sehingga metanol merupakan pelarut porogen yangpaling sesuai untuk sistem APTES - andrografolid. Hasil optimasi dengan uji in silico digunakan sebagai dasar untuk sintesis MPMCs. Teknik surface imprinting dilakukan dengan metode sol gel menggunakan APTESsebagai monomer fungsional,tetraetil ortosilikat (TEOS) sebagai pengikat silang, asam asetat sebagai katalis, silika mikrosfer sebagai penyangga padat dan metanol sebagai pelarut porogen. Silika mikrosfer disintesis dengan metode Stober yangdimodifikasi. Silika mikrosfer hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan SEM, FTIR, dan PSA. Hasil karakterisasi silika mikrosfer dengan SEMmenunjukkanbentuk sferis dengan permukaan yang halus. Spektrum FTIR silika mikrosfer menunjukkan adanya serapan regang O – H pada bilangan gelombang 3500 – 3000cm-1 , regang Si – O – Si pada 1100 – 1000 cm-1 , Si – O bending pada 805 cm-1 . Hasil pengukuran PSA menunjukkan silika mikrosfer berukuran antara 400 – 758,8nm. Silika mikrosfer berukuran kurang lebih 758,8 nm dipakai sebagai penyangga padat untuk sintesis MPMCs. MPMCs hasil sintesis selanjutnya dikarakterisasi denganmenggunakan SEM dan FTIR. Hasil karakterisasi SEM dari MPMCs menunjukkanpermukaan yang lebih kasar dan bertumpuk. Hasil karakterisasi FTIR dari MPMCs menunjukkan hilangnya serapan pada bilangan gelombang yang disebabkan olehadanya gugus alkil dari APTES dan TEOS yaitu 2900 – 2800 cm-1 (regang C-Hdari CH3 dan CH2), 1446 cm -1 (C-H bending asimetri dari CH3,), 1381 cm-1 (C-Hbending simetris CH3), 1416 cm-1 , 1324 cm-1 C-H wagging dari CH2, 1275 cm-1CHtwist/wagging dari C-H, 1168 cm-1 (C-H rocking dari CH3) dan 960 cm-1(C-Hrockingdari CH3). Adanya puncak pada bilangan gelombang 1600 – 1500 cm-1 (regang N-Hdari APTES) pada MPMC menunjukkan bahwa APTES telah terikat pada matriks polimer MPMC. Berdasarkan spektrum FTIR tersebut menunjukkan bahwa proses sintesis telah berhasil. Selain itu model isoterm adsorpsi MPMCs dipelajari untuk mendapatkan kapasitas adsorpsi, imprinting factor dan faktor selektifitas. Isoterm adsorpsi MPMCs diuji dengan berbagai model yaitu model freundlich, Langmuir, Temkin, dan Henry. Berdasarkan hasil percobaan proses adsorpsi MPMCs paling sesuai digambarkanolehmodel Temkin (R2 =0,9848) dengan proses adsorpsi terjadi melalui pengisian pori. Kapasitas adsorpsi MPMCs adalah 0,5679 mg/g. Imprinting factor dan faktor selektifitas untuk MPMCs adalah 3,9305 dan 3,4305. MPMCp disintesis dengan menggunakan andrografolid sebagai molekul cetakan, MAA sebagai monomer fungsional, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) sebagai pengikat silang, benzoil peroksida sebagai inisiator, dan campuran asetonitril - toluene(3:1) sebagai pelarut porogen. Perbandingan andrografolid : MAA yang digunakanyaitu 1:3. Polimer pembanding N-MPMCp dibuat dengan metode yang sama tanpapenambahan andrografolid. Seperti halnya MPMCs dan N-MPMCs, MPMCp danN- MPMCp dikarakterisasi dengan metode yang sama. Hasil karakterisasi SEMmenunjukkan permukaan yang kasar, bentuk sferis dengan ukuran berkisar 200nm. Hasil karakterisasi FTIR MPMCp menunjukkan hilangnya serapan pada bilangangelombang 1600 cm-1 mengindikasikan keberhasilan proses polimerisasi. Kapasitas adsorpsi MPMCp (regang C=C) adalah 1,2486 mg/g, model isotermadsorpsi yangpaling sesuai untuk menggambarkan proses adsorpsi MPMCp adalah model isothermFreundlich (R2= 0,9981) dengan demikian adsorpsi bersifat kimia (chemisorption). Imprinting factor dan faktor selektivitas MPMCp adalah 1,148 dan 12,37. MPMCs dan MPMCp diaplikasikan untuk pemurnian ekstrak metanol dengan caradirect mixing. Kemurnian ekstrak metanol meningkat dari 55,37 %± 0,69 menjadi 94,79 % ± 0,34 setelah dimurnikan dengan menggunakan MPMCp dan menjadi 92,92 % ± 0,35 setelah dimurnikan dengan MPMCs. Hasil pemurnian kemudiandikarakterisasi dengan FTIR, spektrofotometri UV-Vis, KCKT dan titik leleh. Hasil karakterisasi isolat menunjukkan karakteristik yang mirip dengan andrografolid baku. Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa MPMC berhasil disintesis dan diaplikasikan untuk memurnikan andrografolid dari ekstrak metanol herbasambiloto.